Способ шлифования

Способ шлифования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

OH HCAHkE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеюз Севетсиик

Сециалнстнчееиик

Рес убпии (И) 618261

К АВТОРСКО!йУ С8ИДЕТЕЛЬСТ8У (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0iy277(2l) 2446104/25«08 (51) М. Кл.

В 24 В 1/00 с присоединением заявки J4 (23) Приоритет (43) Опубликовано 050878. Бюллетень pk 29

Государственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 621.923.04 (088 ° 8) (45) Дата опубликования описания 2606.78

{72) Авторы изобретения

М.С.Наерман и A.Ê.Шишов

Московский трижды ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудозого Красного Знамени автомобильный завод имени И.A.Ëèõà÷åâà (71) Заявитель (54) СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ

Изобре-.ение относится к шлифовальной обработке, в час ности к способам шлифования деталей из конструкционных и инструментальных сталей.

Известны способы обычного,. силового, глубинного и скоростного шлифования, различающиеся между собой применением. различных режимов резания Ы,(21

Все эти способы осуществляются на, режимах, обеспечивающих срезание все-;. го припуска в виде мелкой:шлифоваль ной стружки, сечение которой в боль- 15 шинстве случаев не превнаает 0,1-8,5мм

Известные, способы производят с уде цными мощностями шлифования до 1 квт на съем 1 cM>/ìèí металла. Показатель удельной мощности шлифования в по- .. @ . следнее время становится одним as onpeztensreesx параметров, характеризующих различные виды шлифования. По данным разных, исследователей ведущих. фирм в области абразивной обработки 5 в зависимости от вида шлифования и материала обрабатываеьих деталей (круглое с,продольной илн радиальной подачами, наружное, плоское, внутрен- нее.и т.д.) удельный расход мощности на съем 1 смз/мин металла составляет

0,2-1,1 квт. При этом тепловыделенне при шлифовании характеризуется мгновенностью нагревания и крайне незначительным временем действия высоких температур. В этих условиях тепло в зоне шлифования охватывает тончайщие поверхностные слои .(1-20 мкм) и оказывает вредное действие на обраба« тываемув аоверхнооть при шлифовании закаленных сталей выделяощееся тепло повторно разогревает поверхностный слой детали, изменяет структуру мар« тенсита закалки (которая является малоустойчивой) . Эти изменения структуры поверхностного слоя в зависимости от режимов шлифования и марки стали сопровождаются отпуском, прижогами, раэугфочнением, вторичной закаякой с выделением остаточного аустенита, а.иногда и появлением шлнфовочных трещин. При шлифованйи незакаленных сталей, в частности конструкционных и инструментальных, кратковременность действия температур. не успевает изменить фазовое и структурное состояние обрабатываемой поверхности, При обработке неэакаленных сталей, имеющих повышенную чувствительность к закалке (высоко618261

Т а б л н ц а 1

Удельная мощность

Яуа, МИН

Твердость обработанной поверхности НЦС

Длина дуги контакта

e„ мм

Время контакта

t, сек

Эффективн. мощность

119ф.i квт

Объем ме" талла, снимаемый в минутуф, Подача на один оборот детали

S мм об дет.

Вид шлифованияя

Скорость вращения детали и об/ мин

Умъд м/ мин смь/мин

1,79

4,2

0,2 0,73

1,0

Предлагаетый способ

1 35

0,2 0,55

1,0

Извест- 100 иый спо- 100 соб

100

20 О, 015, 3,67

20 0,010 2,45

20 0,0075 1,84

0,82

3,0

0,67

0,87

1,65

1,6 углеродистых инструментальных стаЛей), при шлнфовании на об >абатывае. мой поверхности появляются иногда неравномерные следы подкалки, которые ухудшают последующую обрабатываемость лезвийиым инструментом (то чение, сверление, фреэерование и др.i и в .то же время не осврбождают от необходимости последующей, закалки, если она требуется для данной детали.

Цель изобретения — обеспечение одновременного поверхностного упрочнения деталей иэ конструкционных и инструментальных незакаленных сталей в процессе их шлифования. . Это достигается тем, что по предлагаемому .способу шлифование деталей из конструкционных и инструментальных сталей кругами на керамической связке осуществляют .эа один проход шлифовальным кругом из электрокорунда твердостью Cl-Tl зернистостью

l6-50 на скоростях вращения обрабатываемой. детали 0,1-0,5 м/мин и поперечных подачах на один оборот детали 0,5-2 мм, при этом обработку производят с удельными мощностями шлифования 2-6 квт на съем 1 смэ/мин металла.

Все это создает в совокупности такие условия, при которых шлифовальный круг срезает только часть. металл в виде шлифовочной стружки как при обычном шлифовании, а часть металла будет оттесняться в виде сплошной стружки. Очень низкие скорости вращения детали, большие подачи на один оборот при обработке достаточно твердньы кругами и со сверхвысокой удельной мощностью на съем 1 смЗ/мин металла создают высокие давления, вызывают интенсивное тепловыделение с . разогревом поверхностного слоя выше критической температуры АС> и выдержкой при этой температуре по меньшей мере в течение 0,2-1 сек. Это придает металлу повышенную пластичность н создает условия для осуществления фазовых и структурных превращений, а в сочетании с последующим быстрым охлаждением обеспечивает получение в поверхностном слое структуры мартенсита закалки.

Укаэанные пределы режимов шлифования, удельных мощностей шлифования и минимального времени контакта круга

10 и детали получены экспериментальным путем. Причем время контакта обрабатываемой детали н шлифовального круга определяется по дуге контакта, исходя также из режимов шлифования:

l5 t

g a ю иод где 1 -длина дуги контакта, Чцд8 - скорость вращения издели я, причем

20 где 3 - диаметр шлифовального круга, d - диаметр изделия,. глубина резания.

При этом с увеличением времени контакта глубина закаленного слоя будет увеличиваться. Однако верхние пределы времени контакта ограничива- ются воэможностями проведения самого процесса ютифования.

"°

Предлагаемый способ шлифования поясняется примерами обработки различных сталей на разных режимах кругами на керамической связке. Были проведены лабораторные испытания по рбработке образцов из стали 45 кругом

24А40СТ35К5 предлагаемым и известным обычным способом шлифования. Диаметр круга 600 мм, скорость круга 50 м/сек.

Ширина шлифования 12 мм. Диаметр образца 65 мм. Результаты приведены в табл.l.

2,35 6,54 1,92 56»56-54

2,8 2,07 5,67 1,66 56-59-58

0,93 Оу0027 <22-23-22

0,76 0,0022 22-22«20

0,65 0,0019 23-22-22

618261

Иэ таблицы видно, что, несмотря на меньший минутный съем металла при предлагаемом способе, чем при.известном, эа счет малой скорости вращения детали, значительно большей подачи на оборот при обработке кругом из злектрокорунда на керамической связке типа 24А40СТ35К5, создают удельные мощности шлифования в 3-3,5 раза превышающие удельные мощности при обычном шлифовании. За счет этого создаются условия для упрочнения поверхности .

Детали, обработанные предлагаемым способом, имеют упрочненный поверхностный слой с твердостью 54-59 НКС,, Твердость поверхности деталей, обработанных известным способом, составляет 20-23 HRC, т.е. поверхностного упрочнения не произошло.

22,7 4,47

12,3 4,50

26,0 5,20

2,73

3,06 б 52

20,3, 312. ф аботанные детали были подвергнуты усталостным испытаниям. Усталостная прочность цапф картера заднего моста увеличилась в 2,0-.2,2 раза. Партия

;картеров заднего моста обработана в .количестве более 200 штук, причем правка круга осуществлялась после .каждого прохода алмазным роликом с эачистным проходом.

Было Проведено также опробование

40 предлагаемого способа шлифования на различных марках конструкционных и инструментальных сталей. Примеры осуществления способа с указанием марок сталей, режимов и результатов упроч45 нения поверхности приведены в табл.3 °

1,0

1 5

1,5

1,5

1,5

42

1р2

1г2

1,8 ционные

40Х

2,0

1.,0

40Р

40Р

2,0

1,5

0,6

1,5

1,5

1,4

1,0

1,2 (Инструментальные У8

0,6

0,7

1,5

1 5

1 5

У8

1,0

2 0

1,8

1 6

У8

Удельные мощности шлифования составлзяли от 3,12 до 5,2 квт на объем

1 см /мин. Укаэанные режимы шлифования в сочетании с абразивным кругом

24А32СМ15К и удельными мощностями до 5,2 нвт создали условия проведения шлифования с пластическим оттеснением металла и отводом сливной стружки, чт привело к упрочнеиию поверхности обрабатываемых цапф. Обработанные поверхности упрочнены на глубину 1,0-1,2 мм с твердостью НРС 5052; Шейки и галтели цапфы обработаны шлифованием по 3-му классу точности (черновой проход) и б-му классу шероховатости поверхности. OбПредлагаемый способ шлифования поясняется также на примере шлифования цапф картеров заднего моста. Шлифуемые цапфы картера заднего моста изготавливаются на стали 40Х. Шлифование осуществлялось на станке Конструкцион де Клиши за один оборот со средней подачей на один оборот детали 1,5 мм. Скорость вращения детали равнялась 1 об/мин, что при обра, батываемых диаметрах составляет 0,230,3 м/мин. Шлифование осуществляли абразивным кругом диаметром 1050 мм с характеристикой 24А32СМ15К. Скорость круга 33 м/сек.

Режимы обработки цапф и удельные мсхцности шлифования даны в табл. 2.

618261, Продолжение табл. 3

Марки стали

Режимы шлифования

Глубина закаленного слоя мм

Твердость на поверхности HRC

tAoii и бо об/мнн мм/об дет. трквающего однопроходное упрочйяющее шлнфованке с последующим автоматическим переключением на выхаживание по обычной схеме многопроходного шлифования обеспечивается качество об-.. работки по 2-му классу точности к

7-му классу шероховатости поверхно» сти. При предлагаемом способе можно также более точно регулировать глубину упрочненного слоя.

Таким образом, укаэанный способ шлифования деталей из железоуглеродистых сплавов позволяет одновременно производить упрочнение поверхности обрабатываемых деталей. Особенно это важно для тех деталей, которые трудно подвергать. обычной термообработке. Предлагаемый способ может найти широкое применение в различных отраслях машиностроения, особенно в автотракторной промышленности и на заводах тяжелого и общего машиностроения;

Прймейекие данногб способа при об= работке различных марок конструкци.Онных и акструментальных сталей обеспечивает поверхностное упрочнение с получением твердости на поверхности

42-65 HRC и глубиной закаленного слоя .0t9-1 8 мм.

В лабораторных и производственных условиях были также проведены испытания шлифовальных кругов, применяе- ® мах при предлагаемом способе шлифования с упрочненкем. Испытаниям подвергались круги марок г 2 4 АЗ 2СМ1 5 К, 24А40СТ35К5, 14А40Т1К5 при обработке различных деталей и на различном обо- 25 рудовакии. Средний изною круга на об работку одной детали составил 0,220,65 мм. Исходя из допустимого износа круга по диаметру, одним кругом можно обработать в ср@цнем 2800-4500 30 деталей. В цроцессе обработки партий деталей. s количестве 1000-2000 штук случаев разрыва круга, образования трещин или местных разрушений не на. блюдалось. 35

Данным способом шлифования дости гается поверхностная закалка на глу.бину до 1,2 мм и твердостью до Н)1С

56-60 (фиг.3)..В отличие от ггоаерхкостной закалки ТВЧ -процесс упрочкения совмещен с шлифованием, не тре« бует специального эакалочного оборудования, является процессом, не вызывающим термических поводок, ra«

«ак обрабатываемая деталь не прогре» вается одновременно по всему объему.

Поскольку в описываемом способе сверхвысокая скорость нагревания со-. четается с высоким удельным давлением инструмента на обрабатываемую поверхность, в процессе упрочкения достигается мелкодисперсная структура картенсита закалки с высокими эксплуатационными свойствами.

Предлагаемы способ является более прЕцизионным, чем любой процесс термообработкиз при использовании двухэтапного цикла шлкфоваыия,, предусмаСоставитель И.Тих

Р анто И.Гохфельд Тех е И. Клим«о

Заказ 4182/14 Тираж 1069 ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и

113035 Москва Ж-35 Ра с

Филиал IIIIII Патент, г. Ужгор

Формула изобретения

Способ шлифования деталей иэ. конструкционных и инструментальных не- закаленных сталей кругом на керамической связке, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения поверхностного упрочнения деталей в процессе кх шлифования, обработку производят абразивным кругом из элек трокорунда твердостью Сl-Тl зернистостью 16-50, при этом скорость вращения детали выбирают s пределах 0,1

0,5 м/мин, а поперечную подачу — в пределах 0,5-2,0 мм на оборот детали.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизес

1. Маслов Е.A. Теория шлифования металлов. Машиностроение, 1974, св))7 °

2. Ящеркцин II.И. и Жалмерович Е.А, Шлифование металлов, Беларусь, 1970, с.89--к 128. омиров

Ко ект Л.Мельниченко

Подписное

Совета Министров СССР открытий кая наб. . 4 5 од, ул. Проектная, 4

9ХС .0 6 . 15 60 1 1

9ХС 1,0 1 ° 5, 64 1,4

9ХС 2,0 1,5 65 0 9